(57)【要約】  タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給する低圧ＥＧＲ装置の異常をより簡単に判定する。タービンよりも上流の排気通路と吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ装置と、タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ装置と、高圧ＥＧＲ装置と低圧ＥＧＲ装置との両方からＥＧＲガスを供給しているときであって、低圧ＥＧＲ装置の低圧ＥＧＲ弁をオープンループ制御しつつ、気筒内のＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲に向かうように高圧ＥＧＲ装置の高圧ＥＧＲ弁をフィードバック制御しているときの高圧ＥＧＲ弁の開度から低圧ＥＧＲ装置の異常を検出する検出手段と、を備える。
2011024294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも上流の排気通路と前記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、前記高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量を調節する高圧ＥＧＲ弁と、を有する高圧ＥＧＲ装置と、
前記タービンよりも下流の排気通路と前記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、を有する低圧ＥＧＲ装置と、
前記高圧ＥＧＲ弁の開度を検知する開度検知装置と、
を備えたＥＧＲシステムの異常検出装置において、
前記高圧ＥＧＲ装置と前記低圧ＥＧＲ装置との両方からＥＧＲガスを供給しているときであって、前記低圧ＥＧＲ弁をオープンループ制御しつつ、気筒内のＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲に向かうように前記高圧ＥＧＲ弁をフィードバック制御しているときの前記高圧ＥＧＲ弁の開度から前記低圧ＥＧＲ装置の異常を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とするＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲外のときに前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項３】
前記内燃機関の吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段と、
前記内燃機関の気筒内に吸入されるガス中のＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率を推定する推定手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲外で、且つ前記吸入空気量検知手段により検知される吸入空気量が該吸入空気量の基準範囲内で、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲外のときに、前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することを特徴とする請求項１または２に記載のＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも大きく、且つ前記吸入空気量検知手段により検知される吸入空気量が該吸入空気量の基準範囲内で、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも低いときに、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも少なくなる異常があると判定することを特徴とする請求項３に記載のＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも小さく、且つ前記吸入空気量検知手段により検知される吸入空気量が該吸入空気量の基準範囲内で、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも高いときに、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも多くなる異常があると判定することを特徴とする請求項３または４に記載のＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項６】
前記タービンを通過するガス量と相関する値を取得する相関値取得手段を備え、
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲外で、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲外であることを示すときに、前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することを特徴とする請求項１または２に記載のＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも大きく、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲よりも小さいことを示すときに、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも少なくなる異常があると判定することを特徴とする請求項６に記載のＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも小さく、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲よりも大きいことを示すときに、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも多くなる異常があると判定することを特徴とする請求項６または７に記載のＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項９】
前記内燃機関の気筒内に吸入されるガス中のＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率を推定する推定手段を備え、
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲よりも大きく、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲内であることを示し、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも低いときに、前記高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも少なくなる異常があると判定することを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載のＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項１０】
前記内燃機関の気筒内に吸入されるガス中のＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率を推定する推定手段を備え、
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも小さく、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲よりも小さいことを示し、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも高いときに、前記高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも多くなる異常があると判定することを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載のＥＧＲシステムの異常検出装置。
【請求項１１】
内燃機関のターボチャージャのタービンよりも上流の排気通路と吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量を調節する高圧ＥＧＲ弁と、を有する高圧ＥＧＲ装置と、
前記タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、を有する低圧ＥＧＲ装置と、
の両方からＥＧＲガスを供給しているときであって、前記低圧ＥＧＲ弁をオープンループ制御しつつ気筒内のＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲へ向かうように前記高圧ＥＧＲ弁をフィードバック制御する第１の工程と、
前記第１の工程が実行されているときの前記高圧ＥＧＲ弁の開度から前記低圧ＥＧＲ装置の異常を検出する第２の工程と、
を含んで構成されることを特徴とするＥＧＲシステムの異常検出方法。
【請求項１２】
前記第２の工程では、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲外のときに前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することを特徴とする請求項１１に記載のＥＧＲシステムの異常検出方法。
【請求項１３】
前記第２の工程では、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲外で、且つ内燃機関の吸入空気量が該吸入空気量の基準範囲内で、さらに前記内燃機関の気筒内に吸入されるガス中のＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲外のときに、前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することを特徴とする請求項１１または１２に記載のＥＧＲシステムの異常検出方法。
【請求項１４】
前記第２の工程では、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲外で、且つ前記タービンを通過するガス量と相関する値が該値の基準範囲外のときに、前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することを特徴とする請求項１１または１２に記載のＥＧＲシステムの異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲシステムの異常検出装置及び異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンよりも上流の排気通路と吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給する高圧ＥＧＲ装置と、タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給する低圧ＥＧＲ装置と、を備えるＥＧＲシステムにおいて、低圧ＥＧＲ通路の詰まりを排気通路と吸気通路との圧力差で判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。【０００３】
この技術では、低圧ＥＧＲ通路の詰まりを検知するために排気通路と吸気通路とに夫々圧力センサを設けている。このように、別途センサを設ける必要があるため、コスト高となると共に装置が複雑になる。【０００４】
また、内燃機関の運転領域に応じてＥＧＲガスの供給態様を変えることがある。例えば、低回転低負荷時には高圧ＥＧＲ装置のみからＥＧＲガスを供給し、高回転または高負荷時には低圧ＥＧＲ装置のみからＥＧＲガスを供給する。そして、その他の中負荷等には低圧ＥＧＲ装置及び高圧ＥＧＲ装置の両方からＥＧＲガスを供給することがある。【０００５】
ここで、低圧ＥＧＲ装置または高圧ＥＧＲ装置の何れか一方のみからＥＧＲガスを供給しているときにＥＧＲガス量の過不足が生じた場合には、そのときにＥＧＲガスを供給しているほうの装置に異常があると判定できる。しかし、低圧ＥＧＲ装置及び高圧ＥＧＲ装置の両方からＥＧＲガスを供給しているときにＥＧＲガス量の過不足が生じた場合には、低圧ＥＧＲ装置に異常があるのか、または高圧ＥＧＲ装置に異常があるのかを区別するのは困難である。しかし、内燃機関は中負荷や中回転の領域で運転されることが多いため、低圧ＥＧＲ装置または高圧ＥＧＲ装置の何れか一方のみからＥＧＲガスを供給しているときに装置の異常を判定するだけでは、装置の異常を判定する機会を十分に得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２９２０２８号公報
【特許文献２】特開２００８−０３８６２７号公報
【特許文献３】特開２００８−２２３５５４号公報
【特許文献４】特開２００８−０５１０２２号公報
【特許文献５】特開２００８−１０６７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給する低圧ＥＧＲ装置の異常をより簡単に判定することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために本発明によるＥＧＲシステムの異常検出装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明によるＥＧＲシステムの異常検出装置は、
内燃機関の排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも上流の排気通路と前記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、前記高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量を調節する高圧ＥＧＲ弁と、を有する高圧ＥＧＲ装置と、
前記タービンよりも下流の排気通路と前記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、を有する低圧ＥＧＲ装置と、
前記高圧ＥＧＲ弁の開度を検知する開度検知装置と、
を備えたＥＧＲシステムの異常検出装置において、
前記高圧ＥＧＲ装置と前記低圧ＥＧＲ装置との両方からＥＧＲガスを供給しているときであって、前記低圧ＥＧＲ弁をオープンループ制御しつつ、気筒内のＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲に向かうように前記高圧ＥＧＲ弁をフィードバック制御しているときの前記高圧ＥＧＲ弁の開度から前記低圧ＥＧＲ装置の異常を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする。【０００９】
ここで、高圧ＥＧＲ装置と低圧ＥＧＲ装置との両方からＥＧＲガスを供給しているときとは、高圧ＥＧＲ弁及び低圧ＥＧＲ弁を共に開き、高圧ＥＧＲ通路及び低圧ＥＧＲ通路へ夫々ＥＧＲガスを流通させているときである。この他にも、高圧ＥＧＲ装置のみからＥＧＲガスを供給するときや、低圧ＥＧＲ装置のみからＥＧＲガスを供給するときもある。【００１０】
高圧ＥＧＲ装置と低圧ＥＧＲ装置との両方からＥＧＲガスを供給しているときには、高圧ＥＧＲ弁及び低圧ＥＧＲ弁が夫々開かれるが、このときに低圧ＥＧＲ弁をオープンループ制御し、高圧ＥＧＲ弁をフィードバック制御している。低圧ＥＧＲ弁は、例えば機関回転数及び機関負荷に応じた開度とする。すなわち、内燃機関の運転状態が一定であれば、低圧ＥＧＲ弁の開度も一定となる。また、高圧ＥＧＲ弁は、ＥＧＲガス量が目標値となるように開度が調節される。このときに、吸入空気量が目標値となるように高圧ＥＧＲ弁の開度を調節しても良い。ここで、気筒内に吸入されるのはＥＧＲガス及び空気であるため、ＥＧＲガス量が減少するとその分だけ空気量が増加し、ＥＧＲガス量が増加するとその分だけ空気量が減少する。このため、空気量が目標値となればＥＧＲガス量も目標値となる。なお、空気量またはＥＧＲガス量の目標値には幅を持たせて、目標範囲としても良い。【００１１】
そして、例えば吸入空気量が目標値よりも少ない場合には、ＥＧＲガス量が過剰であるとして、ＥＧＲガス量を減少させるように高圧ＥＧＲ弁を閉じ側へ調節する。一方、吸入空気量が目標値よりも多い場合には、ＥＧＲガス量が不足しているとして、ＥＧＲガス量を増加させるように高圧ＥＧＲ弁を開き側へ調節する。このように、気筒内に供給されるＥＧＲガス量の調節を、高圧ＥＧＲ弁により行なう。すなわち、例え低圧ＥＧＲ装置が原因で気筒内のＥＧＲガス量に過不足が起こったとしても、高圧ＥＧＲ弁の開度を調節することにより該ＥＧＲガス量の過不足を解消する。【００１２】
ところで、低圧ＥＧＲ装置に異常がありＥＧＲガス量の過不足の度合いが大きくなると、高圧ＥＧＲ弁の開度を調節したとしても気筒内のＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲内に入らなくなる。このときの高圧ＥＧＲ弁の開度は、ＥＧＲガス量の過不足を解消する方向へ大きく変更されている。すなわち、低圧ＥＧＲ装置の異常が、高圧ＥＧＲ弁の開度に表れる。このため、高圧ＥＧＲ弁の開度に基づいて低圧ＥＧＲ装置の異常を判定することができる。なお、高圧ＥＧＲ装置の異常は、例えば高圧ＥＧＲ装置のみからＥＧＲガスを供給しているときに検出することができるため、該高圧ＥＧＲ装置に異常がないとの前提の下で低圧ＥＧＲ装置の異常を検出しても良い。【００１３】
そして、前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲外のときに前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することができる。【００１４】
ここで、低圧ＥＧＲ装置に異常がなければ、高圧ＥＧＲ弁の開度を大きく変更することもなくＥＧＲガス量を目標値に合わせることができるため、高圧ＥＧＲ弁の開度は規定範囲内に収まる。すなわち、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲内でフィードバック制御されていれば、ＥＧＲガス量は目標範囲内に入っており、低圧ＥＧＲ装置は正常である。一方、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲よりも大きくなったり、目標範囲よりも小さくなったりした場合には、低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定できる。なお、規定範囲は、低圧ＥＧＲ装置に異常がない場合の高圧ＥＧＲ弁の開度の範囲である。【００１５】
また、本発明においては、前記内燃機関の吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段と、
前記内燃機関の気筒内に吸入されるガス中のＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率を推定する推定手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲外で、且つ前記吸入空気量検知手段により検知される吸入空気量が該吸入空気量の基準範囲内で、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲外のときに、前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することができる。【００１６】
低圧ＥＧＲ装置に異常があると、高圧ＥＧＲ弁の開度以外にも変化が表れる。これらも併せて低圧ＥＧＲ装置の異常検出に用いれば、検出精度をより高くすることができる。吸入空気量における基準範囲とは、内燃機関の燃焼状態が良好となる範囲、すなわち内燃機関の燃焼状態が悪化しない範囲、若しくは失火しない範囲とすることができる。内燃機関が作動するために必要な吸入空気量の範囲としても良い。例えば、低圧ＥＧＲ通路に粒子状物質等が詰まった場合には、ＥＧＲガスが不足するため吸入空気量が多くなる。このときに高圧ＥＧＲ弁の開度が大きくされるが、これにより、タービンを通過するガス量が減少するので、過給圧が低下する。そして、過給圧が低くなりすぎると、今度は吸入空気量が不足して失火が発生する虞がある。そうすると、吸入空気量の不足による失火が発生しない吸入空気量の範囲として基準範囲が設定される。また、ＥＧＲ率の目標範囲とは、低圧ＥＧＲ装置が正常であるときのＥＧＲ率の範囲をいう。すなわち、ＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲外のときには、高圧ＥＧＲ弁の開度の調節ではＥＧＲ率が目標範囲内に収まることがないことを意味する。このように、低圧ＥＧＲ装置の異常が複数の現象として表れる。【００１７】
そして、吸入空気量が基準範囲内のときには、内燃機関での燃焼状態が良好であるため、吸入空気量検知手段によりある程度の吸入空気量が検知される。仮に吸入空気量が基準範囲よりも少なくなると、内燃機関の燃焼状態が悪化するため、高圧ＥＧＲ弁の開度の変化と低圧ＥＧＲ装置の異常との関係が成り立たなくなる虞がある。すなわち、吸入空気量が基準範囲内のときに低圧ＥＧＲ装置の異常を判定することにより、精度の高い異常検出が可能となる。【００１８】
また、ＥＧＲ率が目標範囲外のときには、高圧ＥＧＲ弁の開度の変更だけではＥＧＲガス量を調節し切れない状態であるといえる。すなわち、低圧ＥＧＲ弁をオープンループ制御し、高圧ＥＧＲ弁をフィードバック制御しても、ＥＧＲ率を目標範囲内とすることができないことを意味する。これは、低圧ＥＧＲ装置に異常があることを意味する。このように、高圧ＥＧＲ弁の開度の他に、吸入空気量及びＥＧＲ率も加えて低圧ＥＧＲ装置の異常検出を行うことで、該異常検出の精度をより高くすることができる。【００１９】
また、前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも大きく、且つ前記吸入空気量検知手段により検知される吸入空気量が該吸入空気量の基準範囲内で、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも低いときに、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも少なくなる異常があると判定することができる。【００２０】
気筒内のＥＧＲガス量が目標範囲よりも少なくなると、高圧ＥＧＲ弁の開度がより大きくされる。高圧ＥＧＲ弁の開度を大きくしてもＥＧＲガス量を目標範囲内に収めることができないと、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲を超えて調節されるようになる。すなわち、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲よりも大きくなる。また、気筒内のＥＧＲガス量が目標範囲よりも少なくなると、ＥＧＲガス量の不足によりＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも低くなる。【００２１】
すなわち、ＥＧＲガス量が減少すると高圧ＥＧＲ弁が開き側に調節されて高圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が増加されるが、これでもなおＥＧＲガス量が不足するほど、低圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が少ないと考えられる。そして、このようなことが起これば、低圧ＥＧＲ装置にはＥＧＲガスの流量が低下する異常が発生していると判定することができる。なお、ＥＧＲガスの流量が低下する異常には、例えば、低圧ＥＧＲ通路の詰まり、または低圧ＥＧＲ弁の開度が目標よりも閉じ側となること、さらには低圧ＥＧＲ弁が閉じたまま開かなくなることが含まれる。【００２２】
また、前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも小さく、且つ前記吸入空気量検知手段により検知される吸入空気量が該吸入空気量の基準範囲内で、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも高いときに、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも多くなる異常があると判定することができる。【００２３】
気筒内のＥＧＲガス量が目標範囲よりも多くなると、高圧ＥＧＲ弁の開度がより小さくされる。高圧ＥＧＲ弁の開度を小さくしてもＥＧＲガス量を目標範囲内に収めることができないと、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲を超えて調節されるようになる。すなわち、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲よりも小さくなる。また、気筒内のＥＧＲガス量が目標範囲よりも多くなると、ＥＧＲガス量が過剰となるためＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも高くなる。【００２４】
すなわち、ＥＧＲ率が上昇すると高圧ＥＧＲ弁が閉じ側に調節されて高圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が減少されるが、これでもなおＥＧＲガス量が過剰となるほど、低圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が多いと考えられる。そして、このようなことが起これば、低圧ＥＧＲ装置にはＥＧＲガスの流量が過剰となる異常が発生していると判定することができる。なお、ＥＧＲガスの流量が過剰となる異常には、例えば、低圧ＥＧＲ弁の破損が含まれる。【００２５】
一方、本発明においては、前記タービンを通過するガス量と相関する値を取得する相関値取得手段を備え、
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲外で、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲外であることを示すときに、前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することができる。【００２６】
タービンを通過するガス量と相関する値は、タービンを通過するガス量そのものであっても良く、過給圧としても良い。さらには、排気の温度としても良い。すなわち、タービンを通過するガス量が減少するほど、過給圧は減少し、排気の温度は低下するので、これらはタービンを通過するガス量と相関する値といえる。また、タービンを通過するガス量と相関する値は、タービンを通過するガス量と、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量と、の比としても良い。すなわち、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量の比が高くなるほど、タービンを通過するガス量は減少するので、これはタービンを通過するガス量と相関する値といえる。また、タービンを通過するガス量の基準範囲とは、ＥＧＲシステムに異常がないときにタービンを通過するガス量の範囲をいう。なお、タービンを通過するガス量と相関する値をそのまま用いて異常の判定をしても良く、タービンを通過するガス量と相関する値を、タービンを通過するガス量に換算して異常の判定をしても良い。例えば、過給圧が該過給圧の基準範囲外であるときには、タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲外であるとしても良い。また、排気の温度が該排気の温度の基準範囲外であるときには、タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲外であるとしても良い。【００２７】
ここで、排気通路を流れる排気が高圧ＥＧＲ通路に取り込まれると、その分、それよりも下流の排気通路を流通するガス量が減少する。つまり、ターボチャージャのタービンを通過するガス量が減少する。そうすると、タービンの回転数が低下するので、過給圧が低下する。すなわち、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が増加するほど、過給圧は低下する。これは、高圧ＥＧＲ通路に取り込まれるＥＧＲガス量と、それよりも下流の排気通路を流れる排気の量と、の比に応じて過給圧が変化するともいえる。【００２８】
そして、相関値取得手段により取得される値が、タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲外であることを示すときには、高圧ＥＧＲ弁の開度の変更だけではＥＧＲガス量を調節し切れない状態であるといえる。すなわち、低圧ＥＧＲ弁をオープンループ制御し、高圧ＥＧＲ弁をフィードバック制御しても、タービンを通過するガス量を基準範囲内とすることができない。これは、低圧ＥＧＲ装置に異常があることを意味する。このように、高圧ＥＧＲ弁の開度の他に、タービンを通過するガス量と相関する値も加えて低圧ＥＧＲ装置の異常検出を行うことで、該異常検出の精度をより高くすることができる。【００２９】
また、前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも大きく、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲よりも小さいことを示すときに、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも少なくなる異常があると判定することができる。【００３０】
気筒内のＥＧＲガス量が目標範囲よりも少なくなると、高圧ＥＧＲ弁の開度がより大きくされる。高圧ＥＧＲ弁の開度を大きくしてもＥＧＲガス量を目標範囲内に収めることができないと、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲を超えて調節されるようになる。すなわち、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲よりも大きくなる。また、高圧ＥＧＲ弁の開度が大きくなることにより、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が増加するため、その分、タービンを通過するガス量が減少する。【００３１】
すなわち、ＥＧＲガス量が減少すると高圧ＥＧＲ弁が開き側に調節されて高圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が増加されるが、これでもなおＥＧＲガス量が不足するほど、低圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が少ないと考えられる。そして、高圧ＥＧＲ弁が開き側に調節されて高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が増加されるために、その分、タービンを通過するガス量が減少する。そして、高圧ＥＧＲ弁が開き側に調節されてもなおＥＧＲガス量が不足するほど、低圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が少ない場合には、タービンを通過するガス量が基準範囲よりも小さくなる。このようなことが起これば、低圧ＥＧＲ装置には、ＥＧＲガスの流量が低下する異常が発生していると判定することができる。【００３２】
また、前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも小さく、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲よりも大きいことを示すときに、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも多くなる異常があると判定することができる。【００３３】
気筒内のＥＧＲガス量が目標範囲よりも多くなると、高圧ＥＧＲ弁の開度がより小さくされる。高圧ＥＧＲ弁の開度を小さくしてもＥＧＲガス量を目標範囲内に収めることができないと、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲を超えて調節されるようになる。すなわち、高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲よりも小さくなる。また、高圧ＥＧＲ弁の開度が小さくなることにより、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が減少するため、その分、タービンを通過するガス量が増加する。【００３４】
すなわち、ＥＧＲガス量が増加すると高圧ＥＧＲ弁が閉じ側に調節されて高圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が減少されるが、これでもなおＥＧＲガス量が過剰となるほど、低圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が多いと考えられる。そして、高圧ＥＧＲ弁が閉じ側に調節されて高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が減少されるために、その分、タービンを通過するガス量が増加する。そして、高圧ＥＧＲ弁が閉じ側に調節されてもなおＥＧＲガス量が過剰となるほど、低圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が多い場合には、タービンを通過するガス量が基準範囲よりも大きくなる。このようなことが起これば、低圧ＥＧＲ装置には、ＥＧＲガスの流量が過剰となる異常が発生していると判定することができる。【００３５】
また、前記内燃機関の気筒内に吸入されるガス中のＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率を推定する推定手段を備え、
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲よりも大きく、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲内であることを示し、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも低いときに、前記高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも少なくなる異常があると判定することができる。【００３６】
高圧ＥＧＲ装置と低圧ＥＧＲ装置との両方からＥＧＲガスを供給しているときに、ＥＧＲガス量の過不足が発生した場合、どちらの装置に異常があるのか判断することが必要となる場合もある。ここで、高圧ＥＧＲ装置に異常がある場合と、低圧ＥＧＲ装置に異常がある場合とでは、高圧ＥＧＲ弁の開度と相関値取得手段により取得される値との関係が夫々異なる。【００３７】
ここで、ＥＧＲガス量が減少すると高圧ＥＧＲ弁が開き側に調節されて高圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量を増加させようとする。しかし、これでもＥＧＲガス量が不足する場合には、高圧ＥＧＲ装置または低圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が不足していると考えられる。上述のように低圧ＥＧＲ装置に異常があってＥＧＲガス量が不足している場合には、高圧ＥＧＲ弁を開くことによりタービンを通過するガス量が基準範囲よりも少なくなる。【００３８】
一方、高圧ＥＧＲ装置に異常があってＥＧＲガス量が不足している場合には、高圧ＥＧＲ弁を開き側に調節しても、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量は増加しない。例えば高圧ＥＧＲ通路が詰まっている場合には、高圧ＥＧＲ弁の開度によらずＥＧＲガスは流れない。そうすると、高圧ＥＧＲ弁を開き側に調節しても、タービンを通過するガス量は殆ど変化しない。すなわち、タービンを通過するガス量は基準範囲内のまま変化しない。また、高圧ＥＧＲ通路から供給されるＥＧＲガス量が不足しているため、ＥＧＲ率は目標範囲よりも低くなる。このようなことが起これば、高圧ＥＧＲ装置には、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも少なくなる異常があると判定することができる。さらには、高圧ＥＧＲ装置と、低圧ＥＧＲ装置と、でどちらに異常があるのかを判定することができる。【００３９】
また、前記内燃機関の気筒内に吸入されるガス中のＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率を推定する推定手段を備え、
前記検出手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲よりも小さく、且つ前記相関値取得手段により取得される値が前記タービンを通過するガス量が該ガス量の基準範囲よりも小さいことを示し、さらに前記推定手段により推定されるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲よりも高いときに、前記高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも多くなる異常があると判定することができる。【００４０】
ここで、ＥＧＲガス量が増加すると高圧ＥＧＲ弁が閉じ側に調節されて高圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量を減少させようとする。しかし、これでもＥＧＲガス量が過剰な場合には、高圧ＥＧＲ装置または低圧ＥＧＲ装置から供給されるＥＧＲガス量が過剰であると考えられる。上述のように低圧ＥＧＲ装置に異常があってＥＧＲガス量が過剰な場合には、高圧ＥＧＲ弁を閉じることにより、タービンを通過するガス量が基準範囲よりも多くなる。【００４１】
一方、高圧ＥＧＲ装置に異常があってＥＧＲガス量が過剰な場合には、高圧ＥＧＲ弁を閉じ側に調節しても、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量は過剰なままとなる。例えば高圧ＥＧＲ弁が破損している場合には、高圧ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に調節しても、高圧ＥＧＲ通路４１の通路断面積は殆ど変化しないため、ＥＧＲガス量は殆ど変化しない。そして、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が増加している分、タービンを通過するガス量が減少している。すなわち、タービンを通過するガス量が基準範囲よりも小さくなる。さらに、高圧ＥＧＲ通路から供給されるＥＧＲガス量が過剰なため、ＥＧＲ率は目標範囲よりも高くなる。このようなことが起これば、高圧ＥＧＲ装置には、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲よりも多くなる異常があると判定することができる。さらには、高圧ＥＧＲ装置と、低圧ＥＧＲ装置と、でどちらに異常があるのかを判定することができる。【００４２】
また、上記課題を達成するために本発明によるＥＧＲシステムの異常検出方法は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明によるＥＧＲシステムの異常検出方法は、
内燃機関のターボチャージャのタービンよりも上流の排気通路と吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、高圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量を調節する高圧ＥＧＲ弁と、を有する高圧ＥＧＲ装置と、
前記タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス量を調節する低圧ＥＧＲ弁と、を有する低圧ＥＧＲ装置と、
の両方からＥＧＲガスを供給しているときであって、前記低圧ＥＧＲ弁をオープンループ制御しつつ気筒内のＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲へ向かうように前記高圧ＥＧＲ弁をフィードバック制御する第１の工程と、
前記第１の工程が実行されているときの前記高圧ＥＧＲ弁の開度から前記低圧ＥＧＲ装置の異常を検出する第２の工程と、
を含んで構成されることを特徴とする。【００４３】
なお、前記第２の工程では、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が規定範囲外のときに前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することができる。【００４４】
また、前記第２の工程では、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲外で、且つ内燃機関の吸入空気量が該吸入空気量の基準範囲内で、さらに前記内燃機関の気筒内に吸入されるガス中のＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率が該ＥＧＲ率の目標範囲外のときに、前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することができる。【００４５】
さらに、前記第２の工程では、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が前記規定範囲外で、且つ前記タービンを通過するガス量と相関する値が該値の基準範囲外のときに、前記低圧ＥＧＲ装置に異常があると判定することができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給する低圧ＥＧＲ装置の異常をより簡単に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例に係る内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。
【図２】機関回転数と機関負荷とＥＧＲフィードバック制御の制御モードとの関係を示した図である。
【図３】各制御モードにおける制御方法を示した図である。
【図４】低圧ＥＧＲ通路を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧の推移を示したタイムチャートである。
【図５】高圧ＥＧＲ通路を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧、ＥＧＲ率差の推移を示したタイムチャートである。
【図６】低圧ＥＧＲ通路を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧の推移を示したタイムチャートである。
【図７】高圧ＥＧＲ通路を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧、ＥＧＲ率差の推移を示したタイムチャートである。
【図８】実施例１に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。
【図９】実施例１に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。
【図１０】実施例１に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。
【図１１】実施例１に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。
【図１２】実施例１に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。
【図１３】実施例１に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。
【図１４】低圧ＥＧＲ通路を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧、クランクシャフトの回転角速度の推移を示したタイムチャートである。
【図１５】高圧ＥＧＲ通路を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧、ＥＧＲ率差の推移を示したタイムチャートである。
【図１６】実施例２に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明に係るＥＧＲシステムの異常検出装置及び異常検出方法の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４９】
図１は、本実施例に係る内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。なお、本実施例ではディーゼルエンジンを例に挙げて説明するが、その他の例えばガソリンエンジンであっても同様に適用することができる。【００５０】
内燃機関１には、吸気通路３および排気通路４が接続されている。この吸気通路３の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ５のコンプレッサ５ａが設けられている。また、コンプレッサ５ａよりも上流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気の流量を調節する第１吸気絞り弁６が設けられている。この第１吸気絞り弁６は、電動アクチュエータにより開閉される。第１吸気絞り弁６よりも上流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ７が設けられている。このエアフローメータ７により、内燃機関１の吸入空気量が測定される。なお、本実施例においてはエアフローメータ７が、本発明における吸入空気量検知手段に相当する。【００５１】
コンプレッサ５ａよりも下流の吸気通路３には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ８が設けられている。そして、インタークーラ８よりも下流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気の流量を調整する第２吸気絞り弁９が設けられている。この第２吸気絞り弁９は、電動アクチュエータにより開閉される。また、第２吸気絞り弁９よりも下流の吸気通路３には、該吸気通路３を流通する吸気の圧力を検出する圧力センサ１２が取り付けられている。この圧力センサ１２により、過給圧を取得することができる。なお、本実施例においては圧力センサ１２が、本発明における相関値取得手段に相当する。【００５２】
一方、排気通路４の途中には、前記ターボチャージャ５のタービン５ｂが設けられている。また、タービン５ｂよりも下流の排気通路４には、パティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという。）１０が設けられている。このフィルタ１０には、例えば触媒を担持していても良い。【００５３】
そして、内燃機関１には、排気通路４内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路３へ再循環させる低圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。この低圧ＥＧＲ装置３０は、低圧ＥＧＲ通路３１、低圧ＥＧＲ弁３２、およびＥＧＲクーラ３３を備えて構成されている。【００５４】
低圧ＥＧＲ通路３１は、フィルタ１０よりも下流側の排気通路４と、コンプレッサ５ａよりも上流且つ第１吸気絞り弁６よりも下流の吸気通路３と、を接続している。この低圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が低圧で再循環される。そして、本実施例では、低圧ＥＧＲ通路３１を通って再循環される排気を低圧ＥＧＲガスと称している。なお、低圧ＥＧＲ通路３１の排気通路４側は、タービン５ｂよりも下流に接続されていれば良い。また、低圧ＥＧＲ通路３１の吸気通路３側は、コンプレッサ５ａよりも上流に接続されていれば良い。【００５５】
また、低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該低圧ＥＧＲ通路３１を流れる低圧ＥＧＲガスの量を調整する。低圧ＥＧＲ弁３２には、該低圧ＥＧＲ弁３２の開度を検知する開度センサ３４が取り付けられている。さらに、ＥＧＲクーラ３３は、該ＥＧＲクーラ３３を通過する低圧ＥＧＲガスと、内燃機関１の冷却水とで熱交換をして、該低圧ＥＧＲガスの温度を低下させる。【００５６】
また、内燃機関１には、排気通路４内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路３へ再循環させる高圧ＥＧＲ装置４０が備えられている。この高圧ＥＧＲ装置４０は、高圧ＥＧＲ通路４１、および高圧ＥＧＲ弁４２を備えて構成されている。【００５７】
高圧ＥＧＲ通路４１は、タービン５ｂよりも上流側の排気通路４と、第２吸気絞り弁９よりも下流の吸気通路３と、を接続している。この高圧ＥＧＲ通路４１を通って、排気が高圧で再循環される。そして、本実施例では、高圧ＥＧＲ通路４１を通って再循環される排気を高圧ＥＧＲガスと称している。なお、高圧ＥＧＲ通路４１の排気通路４側は、タービン５ｂよりも上流に接続されていれば良い。また、高圧ＥＧＲ通路４１の吸気通路３側は、コンプレッサ５ａよりも下流に接続されていれば良い。【００５８】
また、高圧ＥＧＲ弁４２は、高圧ＥＧＲ通路４１の通路断面積を調整することにより、該高圧ＥＧＲ通路４１を流れる高圧ＥＧＲガスの量を調整する。高圧ＥＧＲ弁４２には、該高圧ＥＧＲ弁４２の開度を検知する開度センサ４４が取り付けられている。なお、本実施例においては開度センサ４４が、本発明における開度検知装置に相当する。【００５９】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。【００６０】
また、ＥＣＵ２０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１４を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ１５、及び機関回転数を検出するクランクポジションセンサ１６が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ２０には、第１吸気絞り弁６、第２吸気絞り弁９、低圧ＥＧＲ弁３２、及び高圧ＥＧＲ弁４２が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ２０によりこれらの機器が制御される。【００６１】
ここで、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて、ＥＧＲガスを低圧ＥＧＲ装置３０から供給するのか、高圧ＥＧＲ装置４０から供給するのか、または両方の装置から供給するのかを決定する。そして、ＥＧＲガスを供給するときには、ＥＧＲフィードバック制御が行われる。ＥＧＲフィードバック制御は、低圧ＥＧＲ装置３０からのみＥＧＲガスを供給する場合、高圧ＥＧＲ装置４０からのみＥＧＲガスを供給する場合、低圧ＥＧＲ装置３０及び高圧ＥＧＲ装置４０の両方からＥＧＲガスを供給する場合の夫々で異なる。【００６２】
図２は、機関回転数と機関負荷とＥＧＲフィードバック制御の制御モードとの関係を示した図である。また、図３は、各制御モードにおける制御方法を示した図である。【００６３】
機関回転数及び機関負荷が共に低いとき（低回転低負荷領域）には、高圧ＥＧＲ装置４０のみを用いてＥＧＲガスが供給される。この運転領域をＨＰＬ領域という。なお、冷却水温度が低いときにも高圧ＥＧＲ装置４０のみを用いてＥＧＲガスが供給される。このときのＥＧＲフィードバック制御は、エアフローメータ７により得られる吸入空気量が目標値となるように、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節することにより行なわれる。吸入空気量の目標値は、内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて決定される。このときに低圧ＥＧＲ弁３２は、全閉のまま維持される。【００６４】
例えば、エアフローメータ７により得られる吸入空気量が目標値よりも少ない場合には、ＥＧＲガス量が目標値よりも多いとして、該ＥＧＲガス量を減少させるように高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくする。また、例えば、エアフローメータ７により得られる吸入空気量が目標値よりも多い場合には、ＥＧＲガス量が目標値よりも少ないとして、ＥＧＲガス量を増加させるように高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくする。【００６５】
以下、高圧ＥＧＲ装置４０のみを用いてＥＧＲガスを供給する制御モードをＨＰＬモードという。なお、吸入空気量の目標値及びＥＧＲガス量の目標値は、夫々ある程度の幅を持たせて目標範囲としても良い。また、センサ等によりＥＧＲガス量を直接測定できる場合には、該ＥＧＲガス量が目標値若しくは目標範囲となるように高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節しても良い。【００６６】
次に、機関回転数または機関負荷の少なくとも一方が高いとき（高回転領域、高負荷領域）には、低圧ＥＧＲ装置３０のみを用いてＥＧＲガスが供給される。この運転領域をＬＰＬ領域という。このときのＥＧＲフィードバック制御は、エアフローメータ７により得られる吸入空気量が目標値となるように、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を調節することにより行なわれる。吸入空気量の目標値は、内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて決定される。このときに高圧ＥＧＲ弁４２は、全閉のまま維持される。【００６７】
例えば、エアフローメータ７により得られる吸入空気量が目標値よりも少ない場合には、ＥＧＲガス量が目標値よりも多いとして、該ＥＧＲガス量を減少させるように低圧ＥＧＲ弁３２の開度を小さくする。また、例えば、エアフローメータ７により得られる吸入空気量が目標値よりも多い場合には、ＥＧＲガス量が目標値よりも少ないとして、ＥＧＲガス量を増加させるように低圧ＥＧＲ弁３２の開度を大きくする。【００６８】
以下、低圧ＥＧＲ装置３０のみを用いてＥＧＲガスを供給する制御モードをＬＰＬモードという。なお、吸入空気量の目標値及びＥＧＲガス量の目標値は、夫々ある程度の幅を持たせて目標範囲としても良い。また、センサ等によりＥＧＲガス量を直接測定できる場合には、該ＥＧＲガス量が目標値若しくは目標範囲となるように低圧ＥＧＲ弁３２の開度を調節しても良い。【００６９】
そして、ＨＰＬ領域とＬＰＬ領域との間の領域をＭＰＬ領域という。ＭＰＬ領域は、機関回転数または機関負荷の少なくとも一方が中程度のとき（中回転領域、中負荷領域）の運転領域である。そして、低圧ＥＧＲ装置３０及び高圧ＥＧＲ装置４０の両方を用いてＥＧＲガスが供給される運転領域である。このときのＥＧＲフィードバック制御は、エアフローメータ７により得られる吸入空気量が目標値となるように、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節する。吸入空気量の目標値は、内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて決定される。また、このときの低圧ＥＧＲ弁３２の開度は、内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて決定される。つまり、高圧ＥＧＲ弁４２はフィードバック制御され、低圧ＥＧＲ弁３２はオープンループ制御される。【００７０】
例えば、エアフローメータ７により得られる吸入空気量が目標値よりも少ない場合には、ＥＧＲガス量が目標値よりも多いとして、該ＥＧＲガス量を減少させるように高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくする。また、例えば、エアフローメータ７により得られる吸入空気量が目標値よりも多い場合には、ＥＧＲガス量が目標値よりも少ないとして、ＥＧＲガス量を増加させるように高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくする。何れの場合であっても、低圧ＥＧＲ弁３２の開度はＥＧＲガス量及び吸入空気量に関係なく決定される。【００７１】
以下、低圧ＥＧＲ装置３０及び高圧ＥＧＲ装置４０の両方を用いてＥＧＲガスを供給する制御モードをＭＰＬモードという。なお、吸入空気量の目標値及びＥＧＲガス量の目標値は、夫々ある程度の幅を持たせて目標範囲としても良い。また、センサ等によりＥＧＲガス量を直接測定できる場合には、該ＥＧＲガス量が目標値若しくは目標範囲となるように高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節しても良い。【００７２】
ここで、ＥＧＲフィードバック制御で低圧ＥＧＲ弁３２または高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節したとしても、吸入空気量が目標値に合わないことがある。つまり、吸入空気量を目標値に合わせることができないほど、ＥＧＲガス量が多くなったり、少なくなったりすることがある。このような状態を本実施例では、低圧ＥＧＲ装置３０または高圧ＥＧＲ装置４０の異常として検出する。【００７３】
ＨＰＬモード及びＬＰＬモードのときには、一方のＥＧＲ装置からしかＥＧＲガスが供給されていないため、比較的容易に異常を判定することができる。【００７４】
すなわち、ＨＰＬモードのときには、ＥＧＲ率の目標値と実際の値とを比較して、例えばこの差が閾値を超えていた場合に高圧ＥＧＲ装置４０に異常があると判定することができる。このように、ＨＰＬモードのときのＥＧＲ率は、高圧ＥＧＲ装置４０から供給されるＥＧＲガス量のみによって変化するため、ＥＧＲ率が目標範囲から外れていれば、高圧ＥＧＲ装置４０に異常があると判定できる。【００７５】
同様に、ＬＰＬモードのときにも、ＥＧＲ率の目標値と実際の値とを比較して、例えばこの差が閾値を超えていた場合に低圧ＥＧＲ装置３０に異常があると判定することができる。すなわち、ＬＰＬモードのときのＥＧＲ率は、低圧ＥＧＲ装置３０から供給されるＥＧＲガス量のみによって変化するため、ＥＧＲ率が目標範囲から外れていれば、低圧ＥＧＲ装置３０に異常があると判定できる。【００７６】
しかし、ＭＰＬモードのときには、吸入空気量や気筒内のＥＧＲガス量を検知するだけでは、低圧ＥＧＲ装置３０または高圧ＥＧＲ装置４０の何れに異常があるのか判定するのは困難である。そこで本実施例では、ＭＰＬモードのときにおける高圧ＥＧＲ弁４２の開度に基づいて、低圧ＥＧＲ装置３０または高圧ＥＧＲ装置４０の異常を検知する。すなわち、何れかの装置に異常がありＥＧＲ率が目標範囲から外れれば、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が調節されるので、高圧ＥＧＲ弁４２の開度に基づいて、低圧ＥＧＲ装置３０または高圧ＥＧＲ装置４０に異常があると判定できる。【００７７】
なお、ＨＰＬモードのときに高圧ＥＧＲ装置４０に異常がないと判定されている場合には、ＭＰＬモードのときにおける高圧ＥＧＲ弁４２の開度に基づいて、低圧ＥＧＲ装置３０に異常があるか否か判定することができる。同様に、ＬＰＬモードのときに低圧ＥＧＲ装置３０に異常がないと判定されている場合には、ＭＰＬモードのときにおける高圧ＥＧＲ弁４２の開度に基づいて、高圧ＥＧＲ装置４０に異常があるか否か判定することができる。【００７８】
次に、ＭＰＬモードのときに、高圧ＥＧＲ弁４２の開度に基づいて低圧ＥＧＲ装置３０または高圧ＥＧＲ装置４０に異常があると判定された場合に、どちらの装置に異常があるのかを判定する手法について説明する。この場合、例えば過給圧を用いて判定することができる。この過給圧は、タービン５ｂを通過するガス量と相関する値として用いられる。タービン５ｂを通過するガス量と相関する値としては、他に排気温度を用いることもできる。また、タービン５ｂを通過するガス量を直接センサにより測定しても良い。さらには、内燃機関１から排出されるガスの中でタービン５ｂを通過するガスの比率を用いても良い。過給圧は、タービンが通過するガス量が減少すると下降し、タービンを通過するガス量が増加すると上昇する。すなわち、タービンを通過するガス量が減少すると、タービンの回転数が低下するためにコンプレッサの回転数も低下するので、過給圧が低下する。同様に、タービンを通過するガス量が増加すると、タービンの回転数が上昇するためにコンプレッサの回転数も上昇するので、過給圧が上昇する。【００７９】
ここで、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量は過給圧に影響を与えるが、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量は過給圧に殆ど影響を与えない。すなわち、高圧ＥＧＲ通路４１は、タービンよりも上流の排気通路４に接続されているため、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が増加すると、その分、タービンを通過するガス量が減少する。同様に、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が減少すると、その分、タービンを通過するガス量が増加する。一方、低圧ＥＧＲ通路３１は、タービンよりも下流の排気通路４に接続されているため、タービンが通過した後の排気が取り込まれる。従って、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が変化したとしても、タービンを通過するガス量に変化はない。【００８０】
ここで、図４は、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧の推移を示したタイムチャートである。実線は正常時を示し、破線は異常時すなわち低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合を示している。【００８１】
低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合では、ＥＧＲガス量の減少に伴って吸入空気量が増加する。このような場合であっても、低圧ＥＧＲ弁３２はオープンループ制御のために開度の変更はない。一方、高圧ＥＧＲ弁４２は、吸入空気量を減少させるように高圧ＥＧＲガス量を増加させるため、開度が大きくされる。そして、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が大きくされることによりタービン５ｂを通過するガス量が減少するため、過給圧が低下する。【００８２】
すなわち、過給圧が低下したことにより、低圧ＥＧＲ装置３０には低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少する異常があると判定できる。なお、低圧ＥＧＲ通路３１または高圧ＥＧＲ通路４１を流通するＥＧＲガス量が正常時よりも減少する異常は、例えば通路に排気中の粒子状物質が付着して該通路の断面積が小さくなったり、通路が詰まったりした場合に起こる。【００８３】
なお、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節することにより吸入空気量が目標範囲内となる場合には、ＥＧＲフィードバック制御によるＥＧＲガス量の制御が可能である。この場合には、ＥＧＲシステムは正常であるといえる。つまり、ＥＧＲシステムが異常と判定される場合とは、ＥＧＲフィードバック制御によっても吸入空気量が目標範囲内に入らない場合である。【００８４】
次に、図５は、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧、ＥＧＲ率差の推移を示したタイムチャートである。実線は正常時を示し、破線は異常時すなわち高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合を示している。なお、ＥＧＲ率差とは、ＥＧＲ率の目標値と実際の値との差の絶対値である。【００８５】
高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合では、ＥＧＲガス量の減少に伴って吸入空気量が増加する。このときに低圧ＥＧＲ弁３２は、オープンループ制御のため開度の変更はない。一方、高圧ＥＧＲ弁４２は、吸入空気量を減少させるように高圧ＥＧＲガス量を増加させるため、開度が大きくされる。しかし、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくしても、高圧ＥＧＲ通路４１が詰まっている場合等には、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量は十分に増加しない。そのため、タービンを通過するガス量も殆ど変化しないので、過給圧も殆ど変化しない。すなわち、ＭＰＬモードでは、過給圧だけを見ても、高圧ＥＧＲ装置４０が異常であるか否か判定することは困難である。【００８６】
なお、前述のように、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節することにより吸入空気量が目標範囲内となる場合には、ＥＧＲフィードバック制御によるＥＧＲガス量の制御が可能であるとして、ＥＧＲシステムの異常とは判定していない。つまり、異常と判定される場合とは、ＥＧＲフィードバック制御によっても吸入空気量が目標範囲内に入らない場合である。【００８７】
しかし、高圧ＥＧＲガス量が減少すると、ＥＧＲ率が目標値よりも低下するため、ＥＧＲ率差が大きくなる。このため、ＥＧＲ率差に基づいて高圧ＥＧＲ装置４０の異常を判定することができる。すなわち、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度によらずＥＧＲガス量が不足する。そのため、実際のＥＧＲ率が目標値よりも低くなるので、ＥＧＲ率差が大きくなる。例えばＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなれば、高圧ＥＧＲ装置４０に異常があると判定する。なお、ＥＧＲ率の目標値には幅があっても良い。この場合、ＥＧＲ率が目標範囲外のときにＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなる。【００８８】
なお、前述のように低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合には過給圧を用いて異常を検出することができるが、ＥＧＲ率差を用いて異常を検出することもできる。すなわち、低圧ＥＧＲガス量が減少すると、ＥＧＲ率が目標値よりも低下するため、ＥＧＲ率差が大きくなる。このため、ＥＧＲ率差に基づいて低圧ＥＧＲ装置３０の異常を判定することができる。すなわち、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくしてもＥＧＲガス量が不足する。そのため、実際のＥＧＲ率が目標値よりも低くなるので、ＥＧＲ率差が大きくなる。例えば高圧ＥＧＲ装置４０が正常である場合にＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなれば、低圧ＥＧＲ装置３０に異常があると判定する。なお、ＥＧＲ率の目標値には幅があっても良い。この場合、ＥＧＲ率が目標範囲外のときにＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなる。【００８９】
次に、図６は、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧の推移を示したタイムチャートである。実線は正常時を示し、破線は異常時すなわち低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合を示している。【００９０】
低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合では、ＥＧＲガス量の増加に伴って吸入空気量が減少する。このような場合であっても、低圧ＥＧＲ弁３２は、オープンループ制御のため開度の変更はない。一方、高圧ＥＧＲ弁４２は、吸入空気量を増加させるように高圧ＥＧＲガス量を減少させるため、開度が小さくされる。そして、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が小さくされることによりタービンを通過するガス量が増加するため、過給圧が上昇する。【００９１】
すなわち、過給圧が上昇することにより、低圧ＥＧＲ装置３０には低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加する異常があると判定できる。なお、低圧ＥＧＲ通路３１または高圧ＥＧＲ通路４１を流通するＥＧＲガス量が正常時よりも増加する異常は、例えば低圧ＥＧＲ弁３２若しくは高圧ＥＧＲ弁４２が破損することにより起こる。【００９２】
次に、図７は、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧、ＥＧＲ率差の推移を示したタイムチャートである。実線は正常時を示し、破線は異常時すなわち高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合を示している。【００９３】
高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合では、ＥＧＲガス量の増加に伴って吸入空気量が減少する。このときに低圧ＥＧＲ弁３２は、オープンループ制御のため開度の変更はない。一方、高圧ＥＧＲ弁４２は、吸入空気量を増加させるように高圧ＥＧＲガス量を減少させるため、開度が小さくされる。しかし、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくしても、高圧ＥＧＲ弁４２が破損している場合等には、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量は十分に減少しない。そのため、タービンを通過するガス量も殆ど変化しないので、過給圧も殆ど変化しない。但し、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加している分だけ、過給圧は正常時よりも低くなる。【００９４】
このような場合には、高圧ＥＧＲガス量の増加によりＥＧＲ率が目標値よりも増加するため、ＥＧＲ率差が大きくなる。このため、ＥＧＲ率差に基づいて高圧ＥＧＲ装置４０の異常を判定することができる。すなわち、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度によらずＥＧＲガス量が過剰となる。そのため、実際のＥＧＲ率が目標値よりも高くなるので、ＥＧＲ率差が大きくなる。例えばＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなれば、高圧ＥＧＲ装置４０に異常があると判定する。なお、ＥＧＲ率の目標値には幅があっても良い。この場合、ＥＧＲ率が目標範囲外となったときにＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなる。【００９５】
なお、前述のように低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合には過給圧を用いて異常を検出することができるが、ＥＧＲ率差を用いて異常を検出することもできる。すなわち、低圧ＥＧＲガス量が増加すると、ＥＧＲ率が目標値よりも増加するため、ＥＧＲ率差が大きくなる。このため、ＥＧＲ率差に基づいて低圧ＥＧＲ装置３０の異常を判定することができる。すなわち、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも増加した場合では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくしてもＥＧＲガス量が過剰となる。そのため、実際のＥＧＲ率が目標値よりも高くなるので、ＥＧＲ率差が大きくなる。例えば高圧ＥＧＲ装置４０が正常である場合にＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなれば、低圧ＥＧＲ装置３０に異常があると判定する。なお、ＥＧＲ率の目標値には幅があっても良い。この場合、ＥＧＲ率が目標範囲外のときにＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなる。【００９６】
次に、本実施例に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローについて説明する。図８，９，１０は、本実施例に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。図８，９，１０に示すフローでは、何れもＥＧＲガスの流量が正常時よりも減少する異常を検出することができる。これらのルーチンはＥＣＵ２０により所定の時間毎に繰り返し実行される。図８はＨＰＬモードのときの判定フローであり、図９はＭＰＬモードのときの判定フローであり、図１０はＬＰＬモードのときの判定フローを示している。【００９７】
まず図８について説明する。ステップＳ１０１では、ＥＧＲシステムの異常を判定するための前提条件が成立しているか否か判定される。例えば、ＥＧＲフィードバック制御が行われていなければ低圧ＥＧＲ弁３２若しくは高圧ＥＧＲ弁４２の開度からＥＧＲシステムの異常を判定することは困難であるため、ＥＧＲフィードバック制御が行われていることを前提条件の一つとする。また、内燃機関１が運転中でなければＥＧＲガスが供給されないため、内燃機関１が運転中であることを前提条件の一つとする。さらに、過給圧をフィードバック制御していると、ＥＧＲガスの量によらず過給圧が目標値に合わせられるため、過給圧に基づいたＥＧＲシステムの異常の判定ができなくなるので、過給圧がオープンループ制御されていることを前提条件の一つとする。これらはＥＣＵ２０によりなされる制御であるため、ＥＣＵ２０により容易に判定できる。【００９８】
また、ＥＧＲシステムの異常を判定するときに用いるセンサが正常でなければ誤った情報を基にＥＧＲシステムの異常を判定してしまうので、センサが正常であることを前提条件の一つとする。センサが正常であるか否かは、他の周知の技術を用いて検知する。さらに、吸入空気量が多すぎたり又は少なすぎたりすると内燃機関１の運転状態が悪化して高圧ＥＧＲ弁４２の開度からＥＧＲシステムの異常を判定することが困難となるため、吸入空気量が基準範囲内であることを前提条件の一つとしても良い。これらの前提条件が全て成立しているときにステップＳ１０１で肯定判定がなされる。【００９９】
そして、ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、否定判定がなされた場合にはＥＧＲシステムの異常を判定することができないため本ルーチンを一旦終了させる。【０１００】
ステップＳ１０２では、ＥＧＲシステムの制御モードの判別が行なわれる。つまり、ＨＰＬモード、ＭＰＬモード、ＬＰＬモードの何れのモードでＥＧＲガスを供給しているのか判別される。例えば内燃機関１の運転状態と、図２に示した関係とから制御モードが判別される。【０１０１】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で得られる制御モードがＨＰＬモードであるか否か判定される。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、否定判定がなされた場合には図９のステップＳ２０１へ進む。【０１０２】
ステップＳ１０４では、定常運転中であるか否か判定される。つまり、内燃機関１の機関回転数及び機関負荷が一定であるか否か判定される。定常運転中でないとＥＧＲ率や過給圧、さらには下記の各種閾値が変化するため、ＥＧＲシステムの異常を判定することが困難であるため、本実施例では、定常運転時にのみ判定を行うことにしている。ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、否定判定がなされた場合にはＥＧＲシステムの異常を判定することができないため本ルーチンを一旦終了させる。【０１０３】
ステップＳ１０５では、エアフローメータ７により吸入空気量の増加が検知される。すなわち、ＥＧＲガス量が減少することにより吸入空気量が増加したことがエアフローメータ７により検知される。【０１０４】
ステップＳ１０６では、高圧ＥＧＲ弁４２が現時点よりも開き側となるように調節される。本ステップでは、吸入空気量に基づいたフィードバック制御により高圧ＥＧＲ弁４２の開度が大きくされる。ここでは、高圧ＥＧＲ弁４２の開度のみを調節している。高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくする幅は、予め設定された規定値としても良く、吸入空気量の増加度合いに応じた値としても良い。【０１０５】
ステップＳ１０７では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が検知される。すなわち、開度センサ４４の値が読み込まれる。【０１０６】
ステップＳ１０８では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が閾値よりも大きいか否か判定される。閾値は、ＥＧＲシステムに異常がない場合において、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が変化し得る範囲の上限値である。ＥＧＲシステムに異常がなければ、高圧ＥＧＲ弁４２の開度は規定範囲内となり、ＥＧＲシステムに異常があれば、高圧ＥＧＲ弁４２の開度は規定範囲外となる。すなわち、閾値は、ＥＧＲシステムが正常であるといえる高圧ＥＧＲ弁４２の開度の上限値としても良い。このように、本ステップでは、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が異常といえる範囲にある否か判定している。また、高圧ＥＧＲ弁４２の開度は内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて変化するため、閾値も同様に内燃機関１の運転状態に応じて変化させる。そして閾値は、予め実験等により求めておく。ステップＳ１０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進み、否定判定がなされた場合にはＨＰＬモードにおける高圧ＥＧＲガス量に不足はないものとして本ルーチンを一旦終了させる。【０１０７】
ステップＳ１０９では、目標ＥＧＲ率と推定ＥＧＲ率との差の絶対値（すなわち、ＥＧＲ率差）が閾値よりも大きいか否か判定される。目標ＥＧＲ率は、機関回転数及び機関負荷に応じて設定される。なお、推定ＥＧＲ率は実際のＥＧＲ率としても良い。ＥＧＲ率は、気筒２内に流入する全ガス量に対するＥＧＲガス量の比である。気筒内に流入するガスがＥＧＲガス及び空気とすると、推定ＥＧＲ率は以下の式により得ることができる。
推定ＥＧＲ率＝（気筒内に流入するガス量−吸入空気量）／（気筒内に流入するガス量）【０１０８】
但し、吸入空気量は、エアフローメータ７により得られる値である。また、気筒内に流入するガス量は、エアフローメータ７により得られる吸入空気量、タービン５ｂよりも上流側の排気通路４内の圧力と温度、第２吸気絞り弁９よりも下流側の吸気通路３内の圧力（圧力センサ１２により得られる圧力）等に基づいて算出される。気筒内に流入するガス量の算出には周知の算出式を用いることができる。タービンよりも上流側の排気通路４内の圧力及び温度は、センサを取り付けて実際に測定しても良く、周知の方法により推定しても良い。なお、本実施例においては推定ＥＧＲ率を算出するＥＣＵ２０が、本発明における推定手段に相当する。【０１０９】
また、ステップＳ１０９における閾値は、ＥＧＲ率差の目標範囲の上限値である。ＥＧＲシステムに異常がなければ、ＥＧＲ率差は目標範囲内となる。これは、ＥＧＲ率が目標範囲内であるともいえる。したがって、閾値は、ＥＧＲシステムに異常がない場合において、ＥＧＲ率が変化し得る範囲の上限値ともいえる。すなわち本ステップでは、ＥＧＲ率差が異常といえる範囲にあるか否か判定している。閾値は、機関回転数及び機関負荷に応じて設定される値であり、予め実験等により予め求めておく。【０１１０】
ステップＳ１１０では、経過時間がカウントアップされる。この経過時間は、ステップＳ１０９において肯定判定がなされてからの経過時間である。【０１１１】
ステップＳ１１１では、経過時間が閾値よりも長いか否か判定される。例えば、ＥＧＲシステムの外部から何らかの影響を受けることによりステップＳ１０８及び１０９において肯定判定がなされる場合もある。このような場合にも、ＥＧＲシステムに異常があると判定することは望ましくない。そこで、ある程度の期間、同じ状態が続いたときに限りＥＧＲシステムに異常があると判定する。したがって、本ステップにおける閾値は、ＥＧＲシステムの異常を判定するために要する期間として設定される。すなわち本ステップでは、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が閾値よりも大きく、且つＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなっている期間が閾値よりも長いか否か判定している。これは、ＥＧＲシステムに本当に異常があるか否か判定しているといえる。ステップＳ１１１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１２へ進み、高圧ＥＧＲ装置４０には高圧ＥＧＲガスの流量が減少する異常が生じていると判定される。一方、ステップＳ１１１で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１１３において、高圧ＥＧＲ装置４０は正常であると判定される。【０１１２】
次に図９について説明する。ステップＳ２０１では、制御モードがＭＰＬモードであるか否か判定される。前記ステップＳ１０３にてＨＰＬモードではないと判定されているため、ＭＰＬモードかＬＰＬモードの何れかのモードであるのか判定している。ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、否定判定がなされた場合には図１０のステップＳ３０１へ進む。【０１１３】
ステップＳ２０２から２０６までは、前記ステップＳ１０４から１０８までと同じ処理がなされる。そして、ステップＳ２０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０７へ進む。【０１１４】
ステップＳ２０７では、過給圧が検知される。過給圧は圧力センサ１２により得られる吸気通路３内の圧力である。【０１１５】
ステップＳ２０８では、過給圧が閾値よりも低いか否か判定される。ここで、低圧ＥＧＲ装置３０の異常により低圧ＥＧＲガス量が減少している場合には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が大きくされることにより過給圧が低下する。一方、高圧ＥＧＲ装置４０の異常により高圧ＥＧＲガス量が減少している場合には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくしても高圧ＥＧＲガス量は殆ど変化しないため、過給圧も殆ど変化しない。このため、過給圧が基準範囲よりも低い場合には低圧ＥＧＲ装置３０に異常がある可能性があり、過給圧が基準範囲を含むその近傍の場合には高圧ＥＧＲ装置４０に異常がある可能性がある。すなわち本ステップでは、低圧ＥＧＲ装置３０に異常がある可能性があるか否か判定している。【０１１６】
なお、ステップＳ２０８における閾値は、ＥＧＲシステムに異常がない場合において、過給圧が変化し得る範囲（基準範囲）の下限値である。低圧ＥＧＲ装置３０に異常がなければ、過給圧は基準範囲内となり、低圧ＥＧＲ装置３０異常があれば過給圧は基準範囲外となる。この基準範囲は、内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて設定される。また、内燃機関１の運転状態に応じて設定される目標過給圧としても良い。ステップＳ２０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０９へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ２１３へ進む。【０１１７】
ステップＳ２０９及び２１０では、前記ステップＳ１１０及び１１１と同じ処理がなされる。なお、ステップＳ２１０では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が閾値よりも大きく、且つ過給圧が閾値よりも低くなっている期間が閾値よりも長いか否か判定している。ステップＳ２１０で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２１１へ進み、低圧ＥＧＲ装置３０には、高圧ＥＧＲガスの流量が減少する異常が生じていると判定される。一方、ステップＳ２１０で否定判定がなされた場合には、ステップＳ２１２において、低圧ＥＧＲ装置３０は正常であると判定される。なお、本実施例においてはステップＳ２０６から２１１までの処理を行なうＥＣＵ２０が、本発明における検出手段に相当する。【０１１８】
次にステップＳ２１３から２１７までは、前記ステップＳ１０９から１１３までと同じ処理がなされる。なお、ステップＳ２１５では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が閾値よりも大きく、過給圧が閾値よりも低く、且つＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなっている期間が閾値よりも長いか否か判定している。ステップＳ２１５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２１６へ進み、高圧ＥＧＲ装置４０には高圧ＥＧＲガスの流量が減少する異常が生じていると判定される。一方、ステップＳ２１５で否定判定がなされた場合には、ステップＳ２１７において、高圧ＥＧＲ装置４０は正常であると判定される。【０１１９】
なお、高圧ＥＧＲ装置４０に異常がないと判明している場合には、ステップＳ２０８の判定は必要ない。そうすると、高圧ＥＧＲ弁４２の開度から低圧ＥＧＲ装置３０の異常を検出することができる。この場合、ステップＳ２０８に代えて、ＥＧＲ率差が閾値よりも大きいか否か判定しても良い。すなわち、ステップＳ１０９と同じ処理を行なっても良い。前述のように低圧ＥＧＲ装置３０に異常がある場合には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節しても、ＥＧＲ率が目標範囲内にならない。このため、ＥＧＲ率差が大きくなる。そして、低圧ＥＧＲ装置３０の異常を検出するときに、高圧ＥＧＲ弁４２の開度と併せてＥＧＲ率差を用いれば、より検出精度を高くすることができる。なお、ステップＳ２０８の処理の後に、ＥＧＲ率差が閾値よりも大きいか否か判定しても良い。すなわち、過給圧とＥＧＲ率差の両方に基づいて低圧ＥＧＲ装置３０の異常を検出すれば、検出精度をより高めることができる。【０１２０】
一方、高圧ＥＧＲ装置４０に異常がないと判明している場合であっても、ステップＳ２０８の判定を行なえば、低圧ＥＧＲ装置３０の異常検出の精度をより向上させることができる。【０１２１】
また、ステップＳ２０８に代えて、ＥＧＲ率差が閾値よりも大きいか否か判定する場合には、併せて、吸入空気量が基準範囲内であるか否か判定しても良い。この基準範囲は、内燃機関１に失火が発生しない吸入空気量の範囲として予め実験等により求めておく。すなわち、失火が発生すると、ＥＧＲ率差に影響が及ぶため、低圧ＥＧＲ装置３０の異常の検出精度を高めるために失火が発生していない場合に限り異常の判定を行うことにしても良い。【０１２２】
次に図１０について説明する。ステップＳ３０１以下のフローは、前記ステップＳ１０３にてＨＰＬモードではないと判定され、且つ前記ステップＳ２０１でＭＰＬモードでないと判定されたときに実行されるため、ＬＰＬモードの場合に実行されるフローである。【０１２３】
ステップＳ３０１及び３０２では、前記ステップＳ１０４及び１０５と同じ処理がなされる。【０１２４】
ステップＳ３０３では、低圧ＥＧＲ弁３２が現時点よりも開き側となるように調節される。本ステップでは、吸入空気量に基づいたフィードバック制御により低圧ＥＧＲ弁３２の開度が大きくされる。ここでは、ＬＰＬモードであるため、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のみを調節している。低圧ＥＧＲ弁３２の開度を大きくする幅は、予め設定された規定値としても良く、吸入空気量の増加度合いに応じた値としても良い。【０１２５】
ステップＳ３０４では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が検知される。すなわち、開度センサ３４の値が読み込まれる。【０１２６】
ステップＳ３０５では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が閾値よりも大きいか否か判定される。閾値は、ＥＧＲシステムに異常がない場合において、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が変化し得る範囲の上限値である。ＥＧＲシステムに異常がなければ、低圧ＥＧＲ弁３２の開度は規定範囲内となり、ＥＧＲシステムに異常があれば、低圧ＥＧＲ弁３２の開度は規定範囲外となる。すなわち、閾値は、ＥＧＲシステムが正常であるといえる低圧ＥＧＲ弁３２の開度の上限値としても良い。このように、本ステップでは、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が異常といえる範囲にある否か判定している。また、低圧ＥＧＲ弁３２の開度は内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて変化するため、閾値も同様に内燃機関１の運転状態に応じて変化させる。そして閾値は、予め実験等により求めておく。ステップＳ３０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０６へ進み、否定判定がなされた場合にはＬＰＬモードにおける低圧ＥＧＲガス量に不足はないものとして本ルーチンを一旦終了させる。【０１２７】
ステップＳ３０６から３０８までは、前記ステップＳ１０９から１１１までと同じ処理がなされる。なお、ステップＳ３０８では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が閾値よりも大きく、且つＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなっている期間が閾値よりも長いか否か判定している。ステップＳ３０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０９へ進み、低圧ＥＧＲ装置３０には、低圧ＥＧＲガスの流量が減少する異常が生じていると判定される。一方、ステップＳ３０８で否定判定がなされた場合には、ステップＳ３１０において、低圧ＥＧＲ装置３０は正常であると判定される。【０１２８】
次に、図１１，１２，１３は、本実施例に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。図１１，１２，１３に示すフローでは、何れもＥＧＲガスの流量が正常時よりも増加する異常を検出することができる。これらのルーチンはＥＣＵ２０により所定の時間毎に繰り返し実行される。図１１はＨＰＬモードのときの判定フローであり、図１２はＭＰＬモードのときの判定フローであり、図１３はＬＰＬモードのときの判定フローを示している。【０１２９】
まず図１１について説明する。ステップＳ４０１からステップＳ４０４までは、前記ステップＳ１０１から１０４までと同じ処理がなされる。ステップＳ４０３で否定判定がなされた場合には、図１２のステップＳ５０１へ進む。ステップＳ４０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ４０５へ進み、否定判定がなされた場合にはＥＧＲシステムの異常を判定することができないため本ルーチンを一旦終了させる。【０１３０】
ステップＳ４０５では、エアフローメータ７により吸入空気量の減少が検知される。すなわち、ＥＧＲガス量が増加することにより吸入空気量が減少したことがエアフローメータ７により検知される。【０１３１】
ステップＳ４０６では、高圧ＥＧＲ弁４２が現時点よりも閉じ側となるように調節される。本ステップでは、吸入空気量に基づいたフィードバック制御により高圧ＥＧＲ弁４２の開度が小さくされる。ここでは、高圧ＥＧＲ弁４２の開度のみを調節している。高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくする幅は、予め設定された規定値としても良く、吸入空気量の減少度合いに応じた値としても良い。【０１３２】
ステップＳ４０７では、前記ステップＳ１０７と同じ処理がなされる。次に、ステップＳ４０８では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が閾値よりも小さいか否か判定される。閾値は、ＥＧＲシステムに異常がない場合において、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が変化し得る範囲の下限値である。ＥＧＲシステムに異常がなければ、高圧ＥＧＲ弁４２の開度は規定範囲内となり、ＥＧＲシステムに異常があれば、高圧ＥＧＲ弁４２の開度は規定範囲外となる。この規定範囲は、ステップＳ１０８における規定範囲と同じである。すなわち、閾値は、ＥＧＲシステムが正常であるといえる高圧ＥＧＲ弁４２の開度の下限値としても良い。このように、本ステップでは、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が異常といえる範囲にある否か判定している。また、高圧ＥＧＲ弁４２の開度は内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて変化するため、閾値も同様に内燃機関１の運転状態に応じて変化させる。そして閾値は、予め実験等により求めておく。ステップＳ４０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ４０９へ進み、否定判定がなされた場合にはＨＰＬモードにおける高圧ＥＧＲガス量は過剰でないものとして本ルーチンを一旦終了させる。【０１３３】
ステップＳ４０９から４１１までは、前記ステップＳ１０９から１１１までと同じ処理がなされる。なお、ステップＳ４１１では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が閾値よりも小さく、且つＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなっている期間が閾値よりも長いか判定している。ステップＳ４１１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ４１２へ進み、高圧ＥＧＲ装置４０には高圧ＥＧＲガスの流量が増加する異常が生じていると判定される。一方、ステップＳ４１１で否定判定がなされた場合には、ステップＳ４１３において、高圧ＥＧＲ装置４０は正常であると判定される。【０１３４】
次に図１２について説明する。ステップＳ５０１では、ステップＳ２０１と同じ処理がなされる。ステップＳ５０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０２へ進み、否定判定がなされた場合には図１３のステップＳ６０１へ進む。【０１３５】
ステップＳ５０２から５０６までは、前記ステップＳ４０４から４０８までと同じ処理がなされる。そして、ステップＳ５０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０７へ進む。【０１３６】
ステップＳ５０７では、ステップＳ２０７と同じ処理がなされる。次に、ステップＳ５０８では、過給圧が閾値よりも高いか否か判定される。ここで、低圧ＥＧＲ装置３０の異常により低圧ＥＧＲガス量が増加している場合には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が小さくされることにより過給圧が上昇する。一方、高圧ＥＧＲ装置４０の異常により高圧ＥＧＲガス量が増加している場合には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくしても高圧ＥＧＲガス量は殆ど変化しないため、過給圧も殆ど変化しない。なお、高圧ＥＧＲ装置４０の異常により高圧ＥＧＲガス量が増加している場合には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度によらず過給圧は正常時よりも低くなっている。このため、過給圧が基準範囲よりも高い場合には低圧ＥＧＲ装置３０に異常がある可能性があり、過給圧が基準範囲以下の場合には高圧ＥＧＲ装置４０に異常がある可能性がある。すなわち本ステップでは、低圧ＥＧＲ装置３０に異常がある可能性があるか否か判定している。【０１３７】
なお、ステップＳ５０８における閾値は、ＥＧＲシステムに異常がない場合において、過給圧が変化し得る範囲（基準範囲）の上限値である。この基準範囲は、ステップＳ２０８における基準範囲と同じである。低圧ＥＧＲ装置３０に異常がなければ、過給圧は基準範囲内となり、低圧ＥＧＲ装置３０異常があれば過給圧は基準範囲外となる。この基準範囲は、内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて設定される。また、内燃機関１の運転状態に応じて設定される目標過給圧としても良い。ステップＳ５０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０９へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ５１３へ進む。なお、本実施例においてはステップＳ５０８から５１１までの処理を行なうＥＣＵ２０が、本発明における検出手段に相当する。【０１３８】
ステップＳ５０９及び５１０では、前記ステップＳ１１０及び１１１と同じ処理がなされる。なお、ステップＳ５１０では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が閾値よりも小さく、且つ過給圧が閾値よりも高くなっている期間が閾値よりも長いか否か判定している。ステップＳ５１０で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５１１へ進み、低圧ＥＧＲ装置３０には高圧ＥＧＲガスの流量が増加する異常が生じていると判定される。一方、ステップＳ５１０で否定判定がなされた場合には、ステップＳ５１２において、低圧ＥＧＲ装置３０は正常であると判定される。【０１３９】
次にステップＳ５１３から５１５までは、前記ステップＳ１０９から１１１までと同じ処理がなされる。なお、ステップＳ５１５では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が閾値よりも小さく、過給圧が閾値以下で、且つＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなっている期間が閾値よりも長いか否か判定している。ステップＳ５１５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５１６へ進み、高圧ＥＧＲ装置４０には、高圧ＥＧＲガスの流量が増加する異常が生じていると判定される。一方、ステップＳ５１５で否定判定がなされた場合には、ステップＳ５１７において、高圧ＥＧＲ装置４０は正常であると判定される。【０１４０】
なお、高圧ＥＧＲ装置４０に異常がないと判明している場合には、ステップＳ５０８の判定は必要ない。そうすると、高圧ＥＧＲ弁４２の開度から低圧ＥＧＲ装置３０の異常を検出することができる。この場合、ステップＳ５０８に代えて、ＥＧＲ率差が閾値よりも大きいか否か判定しても良い。すなわち、ステップＳ１０９と同じ処理を行なっても良い。前述のように低圧ＥＧＲ装置３０に異常がある場合には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節しても、ＥＧＲ率が目標範囲内にならない。このため、ＥＧＲ率差が大きくなる。そして、低圧ＥＧＲ装置３０の異常を検出するときに、高圧ＥＧＲ弁４２の開度と併せてＥＧＲ率差を用いれば、より検出精度を高くすることができる。なお、ステップＳ５０８の処理の後に、ＥＧＲ率差が閾値よりも大きいか否か判定しても良い。すなわち、過給圧とＥＧＲ率差の両方に基づいて低圧ＥＧＲ装置３０の異常を検出すれば、検出精度をより高めることができる。【０１４１】
一方、高圧ＥＧＲ装置４０に異常がないと判明している場合であっても、ステップＳ５０８の判定を行なえば、低圧ＥＧＲ装置３０の異常検出の精度をより向上させることができる。【０１４２】
また、ステップＳ５０８に代えて、ＥＧＲ率差が閾値よりも大きいか否か判定する場合には、併せて、吸入空気量が基準範囲内であるか否か判定しても良い。この基準範囲は、内燃機関１に失火が発生しない吸入空気量の範囲として予め実験等により求めておく。すなわち、失火が発生すると、ＥＧＲ率差に影響が及ぶため、低圧ＥＧＲ装置３０の異常の検出精度を高めるために失火が発生していない場合に限り異常の判定を行うことにしても良い。【０１４３】
次に図１３について説明する。ステップＳ６０１及び６０２では、前記ステップＳ２０４及び２０５と同じ処理がなされる。【０１４４】
ステップＳ６０３では、低圧ＥＧＲ弁３２が現時点よりも閉じ側となるように調節される。本ステップでは、吸入空気量に基づいたフィードバック制御により低圧ＥＧＲ弁３２の開度が小さくされる。ここでは、ＬＰＬモードであるため、低圧ＥＧＲ弁３２の開度のみを調節している。低圧ＥＧＲ弁３２の開度を小さくする幅は、予め設定された規定値としても良く、吸入空気量の減少度合いに応じた値としても良い。【０１４５】
ステップＳ６０４では、ステップＳ３０４と同じ処理がなされる。次に、ステップＳ６０５では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が閾値よりも小さいか否か判定される。閾値は、ＥＧＲシステムに異常がない場合において、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が変化し得る範囲の下限値である。ＥＧＲシステムに異常がなければ、低圧ＥＧＲ弁３２の開度は規定範囲内となり、ＥＧＲシステムに異常があれば、低圧ＥＧＲ弁３２の開度は規定範囲外となる。この規定範囲は、ステップＳ３０５における規定範囲と同じである。すなわち、閾値は、ＥＧＲシステムが正常であるといえる低圧ＥＧＲ弁３２の開度の下限値としても良い。このように、本ステップでは、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が異常といえる範囲にある否か判定している。また、低圧ＥＧＲ弁３２の開度は内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて変化するため、閾値も同様に内燃機関１の運転状態に応じて変化させる。そして閾値は、予め実験等により求めておく。ステップＳ６０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ６０６へ進み、否定判定がなされた場合にはＬＰＬモードにおける低圧ＥＧＲガス量は過剰でないないものとして本ルーチンを一旦終了させる。【０１４６】
ステップＳ６０６から６０８までは、前記ステップＳ１０９から１１１までと同じ処理がなされる。なお、ステップＳ６０８では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が閾値よりも小さく、且つＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなっている期間が閾値よりも長いか判定している。ステップＳ６０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ６０９へ進み、低圧ＥＧＲ装置３０には低圧ＥＧＲガスの流量が増加する異常が生じていると判定される。一方、ステップＳ６０８で否定判定がなされた場合には、ステップＳ６１０において、低圧ＥＧＲ装置３０は正常であると判定される。【０１４７】
以上説明したように、本実施例によれば、ＨＰＬモード、ＭＰＬモード、ＬＰＬモードの夫々においてＥＧＲシステムの異常を判定することができる。すなわち、高圧ＥＧＲ装置４０と低圧ＥＧＲ装置３０との両方からＥＧＲガスを供給しているときであって、低圧ＥＧＲ弁３２をオープンループ制御しつつ、気筒内のＥＧＲガス量が該ＥＧＲガス量の目標範囲に向かうように高圧ＥＧＲ弁４２をフィードバック制御しているときの高圧ＥＧＲ弁４２の開度から低圧ＥＧＲ装置３０の異常を検出することができる。
【実施例２】
【０１４８】
本実施例では、内燃機関１で失火が発生したときのクランクシャフトの角速度の変動を検知することにより低圧ＥＧＲ装置３０の異常を判定する。その他の装置等については実施例１と同じため説明を省略する。【０１４９】
ここで、図１４は、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧、クランクシャフトの回転角速度の推移を示したタイムチャートである。実線は正常時を示し、破線は異常時すなわち低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合を示している。【０１５０】
ここでＭＰＬモードのときおいて、低圧ＥＧＲ装置３０に異常がある場合であって低圧ＥＧＲガス量が減少した場合には、ＥＧＲガス量の減少に伴って吸入空気量が増加する。このような場合であっても、低圧ＥＧＲ弁３２はオープンループ制御のために開度の変更はない。一方、高圧ＥＧＲ弁４２は、吸入空気量を減少させるように高圧ＥＧＲガス量を増加させるため、開度が大きくされる。そして、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が大きくされることによりタービン５ｂを通過するガス量が減少するため、過給圧が低下する。【０１５１】
そうすると、気筒２内の空気量が不足するため、失火が発生することがある。この失火の発生を検知することにより、低圧ＥＧＲ装置３０に低圧ＥＧＲガス量が減少する異常があると判定できる。例えば失火の発生によりクランクシャフトを回転させる力が発生しなくなるため、該クランクシャフトの角速度が低下する。すなわち、角速度の大きさに基づいて失火が発生していると判定できる。そして、正常時の角速度と検知される角速度との差を角速度差とし、該角速度差が大きければ失火が発生していると判定できる。なお、角速度はクランクポジションセンサ１６の出力信号から算出される。また、角速度差は、規定のクランクアングルのときの角速度を比較しても良く、角速度の最大値を比較しても良い。なお、クランクシャフトの角速度に代えて、気筒２内の圧力を測定して失火の発生を検知しても良い。【０１５２】
次に、図１５は、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合の吸入空気量、低圧ＥＧＲ弁開度、高圧ＥＧＲ弁開度、過給圧、ＥＧＲ率差の推移を示したタイムチャートである。実線は正常時を示し、破線は異常時すなわち高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合を示している。【０１５３】
ＭＰＬモードのときおいて、高圧ＥＧＲ装置４０に異常がある場合であって高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合には、ＥＧＲガス量の減少に伴って吸入空気量が増加する。このときに低圧ＥＧＲ弁３２は、オープンループ制御のため開度の変更はない。一方、高圧ＥＧＲ弁４２は、吸入空気量を減少させるように高圧ＥＧＲガス量を増加させるため、開度が大きくされる。しかし、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくしても、高圧ＥＧＲ通路４１が詰まっている場合等には、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量は十分に増加しない。そのため、タービンを通過するガス量も殆ど変化しないので、過給圧も殆ど変化しない。このように、過給圧が殆ど変化しないため、吸入空気量も変化しないので、失火も発生しない。すなわち、過給圧やクランクシャフトの角速度だけを見ても、高圧ＥＧＲ装置４０が異常であるか否か判定することは困難である。【０１５４】
しかし、高圧ＥＧＲガス量が減少すると、ＥＧＲ率が目標値よりも低下するため、ＥＧＲ率差が大きくなる。このため、ＥＧＲ率差に基づいて高圧ＥＧＲ装置４０の異常を判定することができる。すなわち、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガス量が正常時よりも減少した場合では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度によらずＥＧＲガス量が不足する。そのため、実際のＥＧＲ率が目標値よりも低くなるので、ＥＧＲ率差が大きくなる。例えばＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなれば、高圧ＥＧＲ装置４０に異常があると判定する。なお、ＥＧＲ率の目標値には幅があっても良い。この場合、ＥＧＲ率が目標範囲外のときにＥＧＲ率差が閾値よりも大きくなる。このようにして、低圧ＥＧＲ装置３０の異常と高圧ＥＧＲ装置４０の異常とを区別することができる。【０１５５】
図１６は、本実施例に係るＥＧＲシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ２０により所定の時間毎に繰り返し実行される。【０１５６】
ステップＳ７０１及び７０２は、前記ステップＳ１０１及び１０２と同じ処理がなされる。また、ステップＳ７０３では、前記ステップＳ２０１と同じ処理がなされる。なお、本実施例では、ＭＰＬモードのときにのみＥＧＲシステムの異常を判定するものとし、ステップＳ７０３で否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。ただし、図８や図１０に示した処理を併せて行なっても良い。【０１５７】
ステップＳ７０４からステップＳ７１０までは、前記ステップＳ２０２から２０８までと同じ処理がなされる。ステップＳ７１０で肯定判定がなされた場合にはステップＳ７１１へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ７１７へ進む。【０１５８】
ステップＳ７１１では、クランクシャフトの角速度が検知される。なお、ＥＧＲシステムの異常検出に必要な角速度が得られれば良いため、規定のクランクアングルのときの角速度だけを検知しても良く、クランクシャフトの角速度の最大値だけを検知しても良い。【０１５９】
そして、ステップＳ７１２では、クランクシャフトの角速度の目標値とステップＳ７１１で検知される実際の値との差（すなわち角速度差）が閾値よりも大きいか否か判定される。クランクシャフトの角速度の目標値とは、失火が発生していないときのクランクシャフトの角速度である。正常時の角速度としても良い。例えば角速度の最大値が目標値から低下した分が閾値よりも大きければ、失火が発生していると判定する。この場合の閾値は、ＥＧＲシステムに異常がない場合において、角速度差が変化し得る範囲の上限値である。閾値は、実験等により予め求めておく。そして、この閾値も機関回転数及び機関負荷に応じて設定される。ステップＳ７１２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ７１３へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。【０１６０】
ステップＳ７１３からステップＳ７１６までは、前記ステップＳ２０９から２１２までと同じ処理がなされる。なお、ステップＳ７１４では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が閾値よりも大きく、過給圧が閾値よりも低く、且つ角速度差が閾値よりも大きくなっている期間が閾値よりも長いか否か判定している。【０１６１】
次に、ステップＳ７１７からステップＳ７２１までは、前記ステップＳ２１３から２１７までと同じ処理がなされる。【０１６２】
なお、高圧ＥＧＲ装置４０に異常がないと判明している場合には、ステップＳ７１０の判定は必要ない。この場合、ステップＳ７１０に代えて、ＥＧＲ率差が閾値よりも大きいか否か判定しても良い。すなわち、ステップＳ１０９と同じ処理を行なっても良い。このように、低圧ＥＧＲ装置３０の異常を検出するときに、高圧ＥＧＲ弁４２の開度と併せてＥＧＲ率差を用いれば、より検出精度を高くすることができる。なお、ステップＳ７１０の処理の後に、ＥＧＲ率差が閾値よりも大きいか否か判定しても良い。【０１６３】
一方、高圧ＥＧＲ装置４０に異常がないと判明している場合であっても、ステップＳ７１０の処理を行なえば、低圧ＥＧＲ装置３０の異常検出の精度をより向上させることができる。【０１６４】
以上説明したように本実施例によれば、内燃機関１の失火の有無により低圧ＥＧＲ装置３０で異常があるか否か判定することができる。また、低圧ＥＧＲ装置３０と高圧ＥＧＲ装置４０とのどちらで異常があるのかを区別することができる。
【符号の説明】
【０１６５】
１     内燃機関
２     気筒
３     吸気通路
４     排気通路
５     ターボチャージャ
５ａ   コンプレッサ
５ｂ   タービン
６     第１吸気絞り弁
７     エアフローメータ
８     インタークーラ
９     第２吸気絞り弁
１０   フィルタ
１２   圧力センサ
１４   アクセルペダル
１５   アクセル開度センサ
１６   クランクポジションセンサ
２０   ＥＣＵ
３０   低圧ＥＧＲ装置
３１   低圧ＥＧＲ通路
３２   低圧ＥＧＲ弁
３３   ＥＧＲクーラ
３４   開度センサ
４０   高圧ＥＧＲ装置
４１   高圧ＥＧＲ通路
４２   高圧ＥＧＲ弁
４４   開度センサ
【図１】
2011024294.tif 000003
【図２】
2011024294.tif 000004
【図３】
2011024294.tif 000005
【図４】
2011024294.tif 000006
【図５】
2011024294.tif 000007
【図６】
2011024294.tif 000008
【図７】
2011024294.tif 000009
【図８】
2011024294.tif 000010
【図９】
2011024294.tif 000011
【図１０】
2011024294.tif 000012
【図１１】
2011024294.tif 000013
【図１２】
2011024294.tif 000014
【図１３】
2011024294.tif 000015
【図１４】
2011024294.tif 000016
【図１５】
2011024294.tif 000017
【図１６】
2011024294.tif 000018
【国際調査報告】
2011024294.tif 000019
2011024294.tif 000020
2011024294.tif 000021
2011024294.tif 000022